Как установить PCI Express x16 видеокарту в слот PCI Express x8

Как установить PCI Express x16 видеокарту в слот PCI Express x8

Места для маневров по рас­ши­ре­нию воз­мож­но­с­тей сто­еч­но­го 1U-сер­ве­ра не так уж мно­го. Раз­ве что — ус­та­нов­ка до­пол­нительного PCI Ex­press адап­те­ра с по­мо­щью уг­ло­вой Ri­ser-кар­ты, из­вест­ной под на­зва­ни­ем «гре­бён­ка». Во вре­ме­на Le­ga­cy PCI да­же это скуд­ное ре­ше­ние об­ла­да­ло уни­вер­саль­ностью: все пла­ты рас­ши­ре­ния по разъ­е­мам бы­ли иден­тич­ны.

Шина PCIe, в отличие от предшественницы, ра­ду­ет разно­об­ра­зи­ем. Видео­кар­ты ис­поль­зу­ют разъ­е­мы x16, дру­гие кон­трол­леры — x8. Раз­ра­бот­чи­ки плат­фор­мы Su­per­micro X8SIL здра­во рас­су­ди­ли, что для сер­вер­ной пла­ты, осна­щен­ной бор­то­вым ви­део, мак­си­мум мас­шта­би­ро­ва­ния — внеш­ний PCI Ex­press адап­тер с ши­ри­ной шины x8.

Как в создавшихся условиях установить дополнительную видеокарту, ведь и на системной плате, и на Riser Card есть только слот PCI Express x8? На каком видеоадаптере остановиться, исходя из ограничений на типоразмер и жестких требований к терморежиму?

Очевидно, что использование так называемых «тихих» решений от ASUS соответствует поставленной задаче. Ком­пакт­ная безвентиляторная видеокарта EAH6250 вполне подходит под указанные требования. Ее радиатор высотой не более 15 миллиметров позволяет установить устройство в Riser Card, не конфликтуя с элементами конструктива шас­си на платформе Supermicro X8SIL.

Решив вопрос комплектации, рассмотрим, как добиться совместимости PCI Express x16 видеокарты с разъемом рас­ши­ре­ния PCIe x8? Прежде всего, уточним для себя, что работоспособность шины PCI Express зависит от ус­пеш­но­го про­хож­де­ния таких процедур:

  • детектирование установленного адаптера;
  • определение ширины линка;
  • согласование полосы пропускания.

Детектирование устройства

Для детектирования устройств в слотах PCI Express используется механизм, основанный на сигналах шины PRSNT#1 и PRSNT#2. Их мнемоника говорит сама за себя: Present — значит В наличии.

Hot-Plug: укороченные ламели, размещенные по краям разъема, при установке замыкаются последними, а при извлечении размыкаются первыми
Рис 1. Hot-Plug: укороченные ламели, размещенные по краям разъема, при установке замыкаются последними,
а при извлечении размыкаются первыми

Необходимость обслуживания «горячего подключения», заложенного в PCIe-стандарт, требует их исполнения в виде укороченных ламелей и в некоторых случаях размещения только по краям разъема. Соблюдение этого ус­ло­вия при подключении устройств с различной шириной линка («link width») обеспечивается несколькими копиями сигнала PRSNT#2.

PCI Express x8 Riser карты Supermicro RR1U-E8 готовятся для установки адаптеров PCIe x16
Рис 2. PCI Express x8 Riser карты Supermicro RR1U-E8 готовятся для установки адаптеров PCIe x16

Установка видеокарты PCI Express x16 в Riser Card x8 приводит к тому, что сигнал PRSNT#2, заведенный на кон­такт B81, остается неподключенным. Его заземление на системной плате обеспечит успешное детектирование уст­рой­ства. Для этого закорачиваются контакты B48 и B49 на PCI Express Riser Card.


Рис 3. Гребёнка готова к использованию:
разъем доработан для установки плат PCIe x16,
запаяна перемычка между контактами B48 и B49.

Факторы совместимости

Видеокарта PCI Express x16, установленная в слот PCI Express x8, сохраняет работоспособность, благодаря про­це­ду­ре PCIe Link Training, на которую возлагается определение ширины линка и согласование полосы пропускания.

PCI Express x16 видеоадаптер от ASUS, модель EAH6450 установлен в PCIe Riser x8; за счет этого расширена функциональность платформы Supermicro X8SIL
Рис 4. Бесшумный PCI Express x16 видеоадаптер от ASUS, модель EAH6450 установлен в PCIe Riser x8;
за счет этого расширена функциональность платформы Supermicro X8SIL

Такая процедура создает предпосылки для возникновения весьма «коварных» дефектов: успешный старт и ини­ци­а­ли­за­ция VGA-контроллера возможны даже при деградации параметров соединения. Нужно убедиться, что рас­сма­три­ваемая конструкция работает в режиме x8.

Диагностика подключения с помощью специализированного теста демонстрирует производительность платформы в режиме x8 с пропускной способностью в 2.5 GT/sec
Рис 5. Снимок с экрана: диагностика подключения с помощью специализированного теста демонстрирует
производительность платформы в режиме x8 с пропускной способностью в 2.5 GT/sec

Исходя из результатов тестирования в среде операционной системы можно сказать, что фактически подтверждена работоспособность PCI Express x16 устройства в разъеме меньшей размерности PCIe x8.

Вместо резюме

В большинстве ситуаций факторами, ограничивающими интегральное быстродействие видео адаптера, являются производительность GPU и особенности интерфейса видео памяти. Уменьшение ширины шины PCI Express в два раза, безусловно повлияет на параметры видео подсистемы, но двукратного снижения основных показателей по сравнению с вариантом x16 при прочих равных условиях, ожидать не следует, в силу того, что порт PCIe является только одним из фрагментов достаточно сложной цепи передачи и обработки информации. Максимальное вли­я­ние ширины PCIe-линка будет ощутимо разве что в синтетических бенчмарках, измеряющих скорость записи в ви­де­опамять как выделенную метрику.